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摘要:通过对“110kV 石排站#3主变后备保护动作跳闸,全站失电”的事件现象、技术分析、处理过程、归纳总结,深入分析这次10kV母线快速保护未引入母联开关的位置接点,当分段开关运行时未能闭锁相关母线的10kV母线快速保护功能,从而导致503低后备过流IV段动作(母线速断)跳闸,全站失电。为此,需在10kV 母线快速保护与各10kV 出线单元闭锁元件之间的闭锁信号传送递。
关键词:保护、事故、跳闸、全站失电、闭锁、硬压板
【中图分类号】TM407
1 事件现象
1.1 事故前运行方式
2011年03月27日17时26分,110kV 石排站#1、#2主变配合线路停电
(站内无工作安排),#3主变供全站负荷,503开关、502甲开关、502乙开关、500开关、550开关在合闸位置。
1.2 事故概况
110kV 石排站10kV F23地心线(连接于2乙M母线)过流II段保护动作、
#3主变后备保护动作,10kV F23地心线723开关跳闸并重合成功,同时#3主变10kV侧503开关跳闸,造成全站10kV母线失电。
2 技术分析
2.1 10kV 快速母线保护原理
电流闭锁式10kV 母线快速保护系统(以下简称10kV 母线快速保护)不是单
独的保护装置,它由动作元件和闭锁元件两部分组成,即嵌入在主变变低10kV 侧后备保护装置中的动作元件和嵌入在10kV 出线(包括10kV 馈线、站用变、接地变、电容器等,下同)保护装置中的闭锁元件組成。10kV 母线快速保护动作逻辑关系如图1 所示。
2.2 10kV 快速母线保护的动作可靠性
动作元件反应流经主变变低开关的电流增大,当10kV 母线上发生任何相间
短路时,都能够反应。闭锁元件反应10kV 出线电流增大,当10kV 出线发生任何相间短路时,闭锁元件瞬时动作,发出闭锁信号,该信号被瞬时传送到变低后备保护装置中10kV母线快速保护的逻辑回路中,以闭锁10kV 母线快速保护。
在10kV 母线快速保护功能设置为投入、10kV 分段开关处于断开状态、无
10kV 母线快速保护闭锁信号输入的情况下,若发生10kV 母线故障,10kV 母线快速保护的动作元件动作,10kV 母线快速保护经一小延时T1 跳开主变变低开关,同时闭锁10kV 备自投。
当10kV 出线保护范围内故障或10kV 分段开关投入时,闭锁元件瞬时发出闭
锁信号并传送至变低后备保护装置,闭锁10kV 母线快速保护。
3 处理过程
3.1 事故处理过程
17 时42 分,汇报调度,经调度令断开10kV 母联500、550开关及#2主变
10kV 侧502甲、502乙开关。
17时 46分,合上#3主变10kV侧503开关,恢复10kV 3M供电。
17 时 59分,断开10kV 1M、2甲M、2乙M上所有馈线开关及站用接地变开
关。
18 时12 分,合上10kV 母联500、550开关及#2主变10kV 侧502甲、502
乙开关。
18 时34 分,除10kV F23地心线及同杆10kV F12永威线,合上10kV 1M、
2甲M、2乙M上所有馈线开关及站用接地变开关,恢复全站正常供电。
23时30分,巡查无发现线路故障现象,经调度令将10kV F23地心线及10kV
F12永威线线路恢复供电。
3.2 事故调查分析
3.2.1 事故调查情况
(一)503低后备保护(南京电研NSA3182 V6.10)
时间 动作报告
2011-3-27 17:26:20:165 故障类型:Kac
故障电流:10.75A
0.22S 母线速断动作
503CT变比为3000/5,故障电流折算一次值约为6450A,根据定值单
08-260-02要求,母线速断保护定值为10/6000A、0.2秒跳变低和闭锁备自投,故障电流达到定值要求并可靠跳开503开关和闭锁备自投。检查503低后备保护关于10kV母线速断保护压板只有“6LP3 投低压后备保护母线速断保护”一块,故障时处于投入状态。
(二)F23保护(南京电研NSA3112 V6.20)
时间 动作报告
2011-3-27 17:26:20:160 启动
故障类型:Kac
故障电流:44.87A
0.21S 过流II段动作
4.28S 重合闸动作
F23CT变比为600/5,故障电流折算一次值约为5400A,根据定值单08-085-01
要求,过流I段定值为6000A/0S,过流II段定值为3000A/0.2S,过流闭锁母线速断定值为1500A,故障电流达到闭锁母线速断和过流II段定值,可靠跳开723开关并重合闸。检查“5LP6 723开关闭锁母线速断”压板处于投入状态。
(三)550分段保护(南京电研NSA3112 V6.20)
时间 动作报告
2011-3-27 17:26:20:164 启动
故障类型:Kabc
故障电流:10.13A
0.05S 过流I段动作 0.2S 过流II段动作
550CT变比为3000/5,故障电流折算一次值约为6078A,根据定值单
08-114-01要求,过流I段定值为6000A/0S,过流II段定值为3000A/0.2S,故障电流达到过流I段和过流II段定值,550分段保护动作,但 “5LP8 550开关保护跳闸出口”压板处于退出状态,550开关并无动作。
(四)后台SOE记录
时间 动作报告
2011-3-27 17:26:20:160 F23保护起动
2011-3-27 17:26:20:164 550保护起动
2011-3-27 17:26:20:172 F23保护发出母线速断闭锁信号
2011-3-27 17:26:20:177 502乙低后备收到母线速断闭锁信号
2011-3-27 17:26:20:215 550保护过流I段动作
2011-3-27 17:26:20:370 550保护过流II段动作
2011-3-27 17:26:20:377 F23保护过流II段动作
2011-3-27 17:26:20:385 503低后备过流IV段动作(母线速断)
2011-3-27 17:26:20:412 723开关分
2011-3-27 17:26:20:415 503开关分
2011-3-27 17:26:24:444 F23保护重合闸动作
2011-3-27 17:26:24:497 723开关合
根据后台SOE记录,一开始F23发生故障,550保护同时动作,F23保护动
作后发闭锁信号到502乙低后备保护并可靠闭锁,故障0.2秒后,550保护、F23保护和503低后备保护几乎同时动作,并造成723开关和503开关分闸,4秒后F23保护重合闸合上723开关。
3.2.2 事故跳闸原因和分析
通过现场对#3主变保护、F23保护、550分段保护及后台SOE信息进行调查
和分析,初步判断该次跳闸事件为:因#3主变变低后备保护缺少分段开关闭锁回路,当#3主变通过550开关带10kV 2乙M运行时,#3主变变低后备保护的10kV母线快速保护功能仍然长期投入,并导致10kV 2乙M母线F23发生大电流故障时,#3主变变低后备10kV母线速断保护动作,跳开503开关,造成全站10kV母线失压事件。
检查站内并无其它保护动作同时动作,后台SOE记录与各套保护动作报告相
吻合,印证了保护动作顺序和缘由,各保护报告中故障电流,动作时间和顺序也与后台记录吻合,证实了事件是由F23故障引起的,503低后备保护由于未受到有效闭锁而导致了10kV母线速断保护动作跳开503开关。
4 归纳总结
10kV母线快速保护必须引入母联开关的位置接点,当分段开关运行时闭锁相
关母线的10kV母线快速保护功能,为此,需在10kV 母线快速保护与各10kV 出线单元闭锁元件之间的闭锁信号传送递。
目前考虑,采用硬接点和专用网络两种方式。
硬接点方式
该方式是将所有10kV 出线单元保护装置中的闭锁元件瞬时动作出口接点并
联,接入变低后备保护装置的10kV 母线快速保护开入闭锁回路,以闭锁变低后备保护装置中的10kV 母线快速保护。譬如110kV 上江站采取的就是硬接点方式。在主变变低保护上设置一个“分段开关闭锁10kV母线快速保护”硬压板,如10P 10kV 分段备自投保护屏,设置了“3LP17 NSO64SR 550开关合位闭锁#2主变乙段简易母差”、“3LP18 NSO64SR 500开关合位闭锁#3主变简易母差”、“2LP17 NSO64SR 500开关合位闭锁#1主变简易母差”、“2LP18 NSO64SR 500开关合位闭锁#2主变甲段简易母差”四块压板。
专用网络方式
该方式是将所有10kV 出线单元保护装置与变低后备保护装置通过保护专用
网络连接,出线保护装置中闭锁元件瞬时动作后,通过网络发一个闭锁指令至变低后备保护装置,以闭锁变低后备保护装置中的10kV 母线快速保护。目前110kV 石排站采取的就是专用网络方式,当10kV出线保护动作同时发一个闭锁信号给主变低后备保护装置,从而闭锁变低后备保护中的10kV 母线快速保护。
參考文献:
[1] 变电管理一所安全分部主编,110kV 石排站#3主变10kV侧503开关低后备保护动作事件调查报告(初稿) ,2011
[2] 东莞供电局主编,东莞供电局变电站电流闭锁式 10 千伏母线快速保护技术,2008
关键词:保护、事故、跳闸、全站失电、闭锁、硬压板
【中图分类号】TM407
1 事件现象
1.1 事故前运行方式
2011年03月27日17时26分,110kV 石排站#1、#2主变配合线路停电
(站内无工作安排),#3主变供全站负荷,503开关、502甲开关、502乙开关、500开关、550开关在合闸位置。
1.2 事故概况
110kV 石排站10kV F23地心线(连接于2乙M母线)过流II段保护动作、
#3主变后备保护动作,10kV F23地心线723开关跳闸并重合成功,同时#3主变10kV侧503开关跳闸,造成全站10kV母线失电。
2 技术分析
2.1 10kV 快速母线保护原理
电流闭锁式10kV 母线快速保护系统(以下简称10kV 母线快速保护)不是单
独的保护装置,它由动作元件和闭锁元件两部分组成,即嵌入在主变变低10kV 侧后备保护装置中的动作元件和嵌入在10kV 出线(包括10kV 馈线、站用变、接地变、电容器等,下同)保护装置中的闭锁元件組成。10kV 母线快速保护动作逻辑关系如图1 所示。
2.2 10kV 快速母线保护的动作可靠性
动作元件反应流经主变变低开关的电流增大,当10kV 母线上发生任何相间
短路时,都能够反应。闭锁元件反应10kV 出线电流增大,当10kV 出线发生任何相间短路时,闭锁元件瞬时动作,发出闭锁信号,该信号被瞬时传送到变低后备保护装置中10kV母线快速保护的逻辑回路中,以闭锁10kV 母线快速保护。
在10kV 母线快速保护功能设置为投入、10kV 分段开关处于断开状态、无
10kV 母线快速保护闭锁信号输入的情况下,若发生10kV 母线故障,10kV 母线快速保护的动作元件动作,10kV 母线快速保护经一小延时T1 跳开主变变低开关,同时闭锁10kV 备自投。
当10kV 出线保护范围内故障或10kV 分段开关投入时,闭锁元件瞬时发出闭
锁信号并传送至变低后备保护装置,闭锁10kV 母线快速保护。
3 处理过程
3.1 事故处理过程
17 时42 分,汇报调度,经调度令断开10kV 母联500、550开关及#2主变
10kV 侧502甲、502乙开关。
17时 46分,合上#3主变10kV侧503开关,恢复10kV 3M供电。
17 时 59分,断开10kV 1M、2甲M、2乙M上所有馈线开关及站用接地变开
关。
18 时12 分,合上10kV 母联500、550开关及#2主变10kV 侧502甲、502
乙开关。
18 时34 分,除10kV F23地心线及同杆10kV F12永威线,合上10kV 1M、
2甲M、2乙M上所有馈线开关及站用接地变开关,恢复全站正常供电。
23时30分,巡查无发现线路故障现象,经调度令将10kV F23地心线及10kV
F12永威线线路恢复供电。
3.2 事故调查分析
3.2.1 事故调查情况
(一)503低后备保护(南京电研NSA3182 V6.10)
时间 动作报告
2011-3-27 17:26:20:165 故障类型:Kac
故障电流:10.75A
0.22S 母线速断动作
503CT变比为3000/5,故障电流折算一次值约为6450A,根据定值单
08-260-02要求,母线速断保护定值为10/6000A、0.2秒跳变低和闭锁备自投,故障电流达到定值要求并可靠跳开503开关和闭锁备自投。检查503低后备保护关于10kV母线速断保护压板只有“6LP3 投低压后备保护母线速断保护”一块,故障时处于投入状态。
(二)F23保护(南京电研NSA3112 V6.20)
时间 动作报告
2011-3-27 17:26:20:160 启动
故障类型:Kac
故障电流:44.87A
0.21S 过流II段动作
4.28S 重合闸动作
F23CT变比为600/5,故障电流折算一次值约为5400A,根据定值单08-085-01
要求,过流I段定值为6000A/0S,过流II段定值为3000A/0.2S,过流闭锁母线速断定值为1500A,故障电流达到闭锁母线速断和过流II段定值,可靠跳开723开关并重合闸。检查“5LP6 723开关闭锁母线速断”压板处于投入状态。
(三)550分段保护(南京电研NSA3112 V6.20)
时间 动作报告
2011-3-27 17:26:20:164 启动
故障类型:Kabc
故障电流:10.13A
0.05S 过流I段动作 0.2S 过流II段动作
550CT变比为3000/5,故障电流折算一次值约为6078A,根据定值单
08-114-01要求,过流I段定值为6000A/0S,过流II段定值为3000A/0.2S,故障电流达到过流I段和过流II段定值,550分段保护动作,但 “5LP8 550开关保护跳闸出口”压板处于退出状态,550开关并无动作。
(四)后台SOE记录
时间 动作报告
2011-3-27 17:26:20:160 F23保护起动
2011-3-27 17:26:20:164 550保护起动
2011-3-27 17:26:20:172 F23保护发出母线速断闭锁信号
2011-3-27 17:26:20:177 502乙低后备收到母线速断闭锁信号
2011-3-27 17:26:20:215 550保护过流I段动作
2011-3-27 17:26:20:370 550保护过流II段动作
2011-3-27 17:26:20:377 F23保护过流II段动作
2011-3-27 17:26:20:385 503低后备过流IV段动作(母线速断)
2011-3-27 17:26:20:412 723开关分
2011-3-27 17:26:20:415 503开关分
2011-3-27 17:26:24:444 F23保护重合闸动作
2011-3-27 17:26:24:497 723开关合
根据后台SOE记录,一开始F23发生故障,550保护同时动作,F23保护动
作后发闭锁信号到502乙低后备保护并可靠闭锁,故障0.2秒后,550保护、F23保护和503低后备保护几乎同时动作,并造成723开关和503开关分闸,4秒后F23保护重合闸合上723开关。
3.2.2 事故跳闸原因和分析
通过现场对#3主变保护、F23保护、550分段保护及后台SOE信息进行调查
和分析,初步判断该次跳闸事件为:因#3主变变低后备保护缺少分段开关闭锁回路,当#3主变通过550开关带10kV 2乙M运行时,#3主变变低后备保护的10kV母线快速保护功能仍然长期投入,并导致10kV 2乙M母线F23发生大电流故障时,#3主变变低后备10kV母线速断保护动作,跳开503开关,造成全站10kV母线失压事件。
检查站内并无其它保护动作同时动作,后台SOE记录与各套保护动作报告相
吻合,印证了保护动作顺序和缘由,各保护报告中故障电流,动作时间和顺序也与后台记录吻合,证实了事件是由F23故障引起的,503低后备保护由于未受到有效闭锁而导致了10kV母线速断保护动作跳开503开关。
4 归纳总结
10kV母线快速保护必须引入母联开关的位置接点,当分段开关运行时闭锁相
关母线的10kV母线快速保护功能,为此,需在10kV 母线快速保护与各10kV 出线单元闭锁元件之间的闭锁信号传送递。
目前考虑,采用硬接点和专用网络两种方式。
硬接点方式
该方式是将所有10kV 出线单元保护装置中的闭锁元件瞬时动作出口接点并
联,接入变低后备保护装置的10kV 母线快速保护开入闭锁回路,以闭锁变低后备保护装置中的10kV 母线快速保护。譬如110kV 上江站采取的就是硬接点方式。在主变变低保护上设置一个“分段开关闭锁10kV母线快速保护”硬压板,如10P 10kV 分段备自投保护屏,设置了“3LP17 NSO64SR 550开关合位闭锁#2主变乙段简易母差”、“3LP18 NSO64SR 500开关合位闭锁#3主变简易母差”、“2LP17 NSO64SR 500开关合位闭锁#1主变简易母差”、“2LP18 NSO64SR 500开关合位闭锁#2主变甲段简易母差”四块压板。
专用网络方式
该方式是将所有10kV 出线单元保护装置与变低后备保护装置通过保护专用
网络连接,出线保护装置中闭锁元件瞬时动作后,通过网络发一个闭锁指令至变低后备保护装置,以闭锁变低后备保护装置中的10kV 母线快速保护。目前110kV 石排站采取的就是专用网络方式,当10kV出线保护动作同时发一个闭锁信号给主变低后备保护装置,从而闭锁变低后备保护中的10kV 母线快速保护。
參考文献:
[1] 变电管理一所安全分部主编,110kV 石排站#3主变10kV侧503开关低后备保护动作事件调查报告(初稿) ,2011
[2] 东莞供电局主编,东莞供电局变电站电流闭锁式 10 千伏母线快速保护技术,2008